JP5892024B2 - 電源装置および電池モジュール切り替え方法 - Google Patents
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Description
第1の切替部は、負荷の一部に電力を供給するとき、特定した電池モジュールに対応する第1のスイッチを接続状態にし、特定した電池モジュール以外の電池モジュールに対応する第1のスイッチを遮断状態にする。
(1)電流を流してない状態の電池モジュールを用いて電池モジュールおよび電池の状態を知るための情報を精度よく求めることができる。ここで、電池モジュールおよび電池の状態を知るための情報とは、例えば、電池モジュールおよび電池の開回路電圧値(OCV:Open Circuit Voltage)、SOC(State Of Charge:充電率)などの情報である。
(2)電池モジュールに電流が流れていない状態をつくることにより、補機に電力を供給していない電池モジュールに対して精度のよい電池電圧の均等化処理(セルバランス処理)が行える。
(3)電池モジュールに電流が流れていない状態をつくることにより、補機に電力を供給していない電池モジュールの電流を計測する電流計測部のオフセット補正を行うことができるため、電流計測部の計測精度を向上させることができる。
(4)電池モジュールを切り替える際に、切り替える電池モジュール間の電圧差が決められた閾値より小さくなる切り替える側の電池モジュールを特定して切り替えをすることで、電池モジュール間に流れる還流電流が過大にならないようにできる。
実施形態1について説明する。
図1は、電源装置の一実施例を示す図である。図2は、電池ブロックと制御部の一実施例を示す図である。
メインスイッチSW1(第2のスイッチ)は負荷(負荷2、補機3)側へ電力を供給する電池ブロック6a、6b、6cとの接続を一括して行うスイッチである。メインスイッチSW1は、制御部1により接続(オン)と遮断(オフ)が制御される。メインスイッチSW1は、例えば、リレーなどを用いることが考えられる。ただし、メインスイッチSW1はなくてもよい。
電池ブロック6aには電流計測部7a、電圧計測部8a1、8a2〜8an、電池モジュール9a、電圧均等回路10a、温度計測部11aを有している。電池モジュール9aには電池Ba1、Ba2〜Banが直列に接続されている。電池ブロック6bには電流計測部7b、電圧計測部8b1、8b2〜8bn、電池モジュール9b、電圧均等回路10b、温度計測部11bを有している。電池モジュール9bには電池Bb1、Bb2〜Bbnが直列に接続されている。電池ブロック6cには電流計測部7c、電圧計測部8c1、8c2〜8cn、電池モジュール9c、電圧均等回路10c、温度計測部11cを有している。電池モジュール9cには電池Bc1、Bc2〜Bcnが直列に接続されている。
図3は、制御部の一実施例を示す図である。制御部1は、特定部301、第1の切替部302、第2の切替部303、取得部304、推定部305、均等部306、補正部307、記憶部308などを有している。本例では、記憶部308は制御部1内に設けているが、制御部1と別に設けてもよい。
また、第1の電池モジュールが電池モジュール9aで、最大の電圧値の第2の電池モジュールが電池モジュール9bである場合、まず電池モジュール9bに対応する第1のスイッチSW2bを接続状態にする。その後、電池モジュール9aに対応する第1のスイッチSW2aを遮断状態にする。その結果、上記(4)に示したように、電池モジュールを切り替える際に、切り替える電池モジュール間に流れる還流電流が過大にならないようにできる。
ステップS507では、制御部1の第2の切替部303が電池モジュールm1以外の電池モジュール(第2の電池モジュール)のうちで電圧が最大の電池モジュールm2を特定する。電池モジュールm2の電圧値をVs2とする。すなわち、ステップS507では切り替える電池モジュールを特定する。
第1の処理について説明する。
ステップS601では、制御部の取得部304が第2の電池モジュールの開回路電圧値OCVを取得する。
ステップS603では、制御部の均等部306が第2の電池モジュールのセルバランス処理を実行する。
実施形態1によれば、補機3への電力供給を確保しつつ、精度よくSOCの推定ができる。また、セルバランス処理も実施できる。
実施形態2について説明する。
ステップS901では、制御部1の生成部801が電池ごとの開回路電圧値OCVと閉回路電圧値CCVと閉回路電流値とを取得する。
電流を流してない状態の電池モジュールを用いて電池モジュールおよび電池の状態を知るための情報である開回路電圧値OCVを取得できるため、精度よくSOCを求められる。
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
2 負荷、
3 補機、
4 キースイッチ、
5 制御スイッチ、
6a、6b、6c 電池ブロック、
7a、7b、7c 電流計測部、
8a1、8a2〜8an、8b1、8b2〜8bn、8c1、8c2〜8cn 電圧計測部、
9a、9b、9c 電池モジュール、
10a、10b、10c 電圧均等回路、
11a、11b、11c 温度計測部、
SW1 メインスイッチ、
SW2a、SW2b、SW2c 第1のスイッチ、
301 特定部、
302 第1の切替部、
303 第2の切替部、
304 取得部、
305 推定部、
306 均等部、
307 補正部、
308 記憶部、
402 推定情報、
701、1001 状態情報、
801 生成部、
Ba1、Ba2〜Ban、Bb1、Bb2〜Bbn、Bc1、Bc2〜Bcn 電池、
Claims (9)
- 複数の電池が直列に接続される複数の電池モジュールと、
並列に接続される前記電池モジュール各々に対して直列に接続される複数の第1のスイッチと、
前記電池モジュール各々の電圧値を求め、求めた前記電圧値のうち最大の電圧値である電池モジュールを特定する特定部と、
負荷の一部に電力を供給するとき、特定した前記電池モジュールに対応する前記第1のスイッチを接続状態にし、特定した前記電池モジュール以外の電池モジュールに対応する前記第1のスイッチを遮断状態にする第1の切替部と、
前記負荷の一部に電力を供給していない前記電池モジュールである第2の電池モジュールに対応する前記第1のスイッチを接続状態にし、前記負荷の一部に電力を供給している前記電池モジュールである第1の電池モジュールに対応する前記第1のスイッチを遮断状態にする第2の切替部と、
前記負荷の一部に電力を供給していない前記第2の電池モジュールの前記電池各々の開回路電圧を取得する取得部と、
を備えることを特徴とする電源装置。 - 前記負荷の一部に電力を供給していない前記第2の電池モジュールに含まれる前記電池の電圧を均等にする電圧均等回路を、制御する均等部を備えることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
- 前記特定部は、
前記電池モジュール各々の電圧値を求め、求めた前記電圧値のうち最大の電圧値である電池モジュールを特定し、
前記第2の切替部は、
前記負荷の一部に電力を供給している前記電池モジュールである第1の電池モジュールの電圧値と、前記負荷の一部に電力を供給していない前記電池モジュールである第2の電池モジュールのうちで最大の電圧値と、の電圧差を求め、
決められた閾値より前記電圧差が小さくなると、前記最大の電圧値の第2の電池モジュールに対応する前記第1のスイッチを接続状態にし、前記第1の電池モジュールに対応する前記第1のスイッチを遮断状態にする、
ことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 - 前記閾値は、前記電池の許容電流値と、前記電池の内部抵抗値と、前記第1の電池モジュールと前記第2の電池モジュールに含まれる前記電池の数量と、の乗算により決まることを特徴とする請求項3に記載の電源装置。
- 前記取得部が取得した前記第2の電池モジュールの前記電池各々の前記開回路電圧を用いて充電状態の推定する推定部を備える、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の電源装置。
- 前記負荷の一部に電力を供給するとき、前記負荷の一部に電力を供給していない前記第2の電池モジュールに対応する電流計測部のオフセット補正を行なう補正部を備える、ことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
- 前記第1の電池モジュールと、最大の電圧値の前記第2の電池モジュールと、に含まれる前記電池ごとに内部抵抗値を求め、求めた前記内部抵抗を用いて前記閾値を求める生成部を備える、ことを特徴とする請求項3または4に記載の電源装置。
- 並列に接続される複数の電池モジュール各々の電圧値を求め、求めた前記電圧値のうち最大の電圧値である電池モジュールを特定し、
負荷の一部に電力を供給するとき、特定した前記電池モジュールに直列に接続される第1のスイッチを接続状態にし、特定した前記電池モジュール以外の電池モジュールに直列に接続される第1のスイッチを遮断状態にし、
前記負荷の一部に電力を供給していない電池モジュールである第2の電池モジュールの開回路電圧を取得し、
前記第2の電池モジュールに対応する前記第1のスイッチを接続状態にし、前記負荷の一部に電力を供給している電池モジュールである第1の電池モジュールに対応する前記第1のスイッチを遮断状態にする、
ことを特徴とする電池モジュール切り替え方法。 - 前記第1の切替部は、キースイッチがオフで前記負荷の一部に電力を供給するとき、特定した前記電池モジュールに対応する前記第1のスイッチを接続状態にし、特定した前記電池モジュール以外の電池モジュールに対応する前記第1のスイッチを遮断状態にする、
ことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
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